CH繞線式IM的串級調(diào)速PPT課件

1、第九章繞線式 IM 的串級調(diào)速.繞線式 IM 串級調(diào)速的原理 .繞線式 IM 轉(zhuǎn)子串電勢調(diào)速的基本方式 .串級調(diào)速系統(tǒng)的功率流動.串級調(diào)速的實現(xiàn)方法 .恒功率型串級調(diào)速 .恒轉(zhuǎn)矩型串級調(diào)速 .晶閘管靜止型串級調(diào)速第1頁/共14頁.繞線式 IM 串級調(diào)速的原理IM 轉(zhuǎn)子串電勢調(diào)速的基本方程式就是在轉(zhuǎn)子回路中串接與轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電勢同頻率的附加電勢，從而控制 IM 的轉(zhuǎn)速。兩方面的控制效果： 改變附加電勢大小，可調(diào)節(jié) IM 轉(zhuǎn)速； 控制附加電勢和轉(zhuǎn)子電流間的相位，可控制轉(zhuǎn)子能量的流向。第2頁/共14頁 IM 的電磁轉(zhuǎn)矩其中：在定子電壓恒定時， 幾乎為常數(shù)； I2 為轉(zhuǎn)子電流，其大小、相位固定時，Te

2、m也不變。2|sinemTkI第3頁/共14頁設(shè)未串附加電勢時的轉(zhuǎn)差率為 s，則轉(zhuǎn)子電流為：串接 E 后，設(shè) I2 大小、相位不變，轉(zhuǎn)差率變?yōu)閟，則有：22222222(/)/EIErsjx Irsjx2222222222222222222222/(/)(/) 9-/(1)6/EEsrsjxE sIIrsjxrsjxrsjxIrsjxrsjx IE sE sEIssrsrsrssEr Is（）若附加電勢 E 與 r2I2 同相位，大小為 r2I2 的 (1- s/s) 倍、頻率為sf，則可保持轉(zhuǎn)子電流大小、相位不變，從而保持電磁轉(zhuǎn)矩不變，但轉(zhuǎn)速可以變化。第4頁/共14頁22 ( 1) sEr

3、Is串接反勢電的討論：(a) 當(dāng) E 0 時，E 與轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢同相（同向），s s ，轉(zhuǎn)子 n 升高；(b) 當(dāng) E s，轉(zhuǎn)子 n 降低。此時，E 從轉(zhuǎn)子輸出能量，其作用可用轉(zhuǎn)子串電阻 rj 替代：這說明轉(zhuǎn)子電阻壓降可用反向的反電勢代替，反之亦然。(c) 當(dāng) E = r2I2 時，s = 0，為同步機狀態(tài)（ E 輸入轉(zhuǎn)子的能量，正好被r2消耗，用于轉(zhuǎn)子勵磁 ）；(d) 當(dāng) E r2I2 、且與轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢同相位時，則有 s 0, E 0雙饋電機s 0, E 時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)換的 Pem 是正的，即將 Pem轉(zhuǎn)換為 Pm（電動）；當(dāng) s0 時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)換的 Pem 是負(fù)的，即將 Pm 轉(zhuǎn)換為 Pem，

4、由定子輸出（發(fā)電）；當(dāng) s0 和 s 0 和 s 0 下都既能電動、又能發(fā)電的原因。第8頁/共14頁將一DM與IM同軸相連，將IM的轉(zhuǎn)子反電勢整流后，施加到IM的電樞上，則在忽略IM轉(zhuǎn)子電阻、DM電樞電阻情況下，轉(zhuǎn)子、電樞消耗的功率 sP1，就等于DM的電磁功率，因此機械負(fù)荷獲得的功率近似等于(1-s)P1 + sP1 = P1，為恒定。 調(diào)節(jié)DM的勵磁，DM的電樞反電勢改變，電樞電壓也要求相應(yīng)變化，從而使IM轉(zhuǎn)子的附加電勢變化，使系統(tǒng)的速度得到調(diào)節(jié)。 . 串級調(diào)速的實現(xiàn)方法 （克雷默調(diào)速、Kraemer于1906年提出）第9頁/共14頁IM 轉(zhuǎn)子、DM 電樞組合回路的電勢關(guān)系：21(1)dE

5、eK1 IM DCIMEeK2其中，為靜止時轉(zhuǎn)子的反電勢；為轉(zhuǎn)子相對速度；為回路總電壓損失（折算到轉(zhuǎn)子側(cè)）；為電壓折算到轉(zhuǎn)子側(cè)的系數(shù)02202012102 ddeEeEeEKEKE轉(zhuǎn)速變化率轉(zhuǎn)速理想空載(a) 由于e較小，轉(zhuǎn)速變化率很小，恒功率串級調(diào)速的 n-T 特性類似他勵DM；(b) 當(dāng)d = 0時， =1- e/E2，0=1，不會如 DM 般失磁后飛車。第10頁/共14頁22222(1) 1(1)(1)(1)(1)(1)mdmmimmdmmmmmmPkPkPPPPkPPkPPkP（其中0.90.95） 設(shè)系統(tǒng)的調(diào)速范圍為1 ，額定輸出功率 Pm，則mmiPP01minmmdPkP)1 (

6、2(a) 調(diào)速的范圍越寬，DM 和整流器的容量就要求越大；(b) 如果要求在 = 01間調(diào)速，就要求DM和整流器的容量同IM基本相同，極不經(jīng)濟；(c) 一般在 100 70% 間調(diào)速，是比較經(jīng)濟的。此時只要求約30%的DM和整流器容量第11頁/共14頁恒轉(zhuǎn)矩型串級調(diào)速 （德國人西皮1907年提出，Scherbius）克雷默調(diào)速、西波調(diào)速可否由 DM 向 IM 轉(zhuǎn)子注入功率？可否實現(xiàn)超同步運轉(zhuǎn)？（都不行，因為功率電流只能在全波整流橋中單向流動）11 112211(1)(1)ms PsPPTconst 2222002222202(1) 0 DMdddddEeEekEeEKeEkkE轉(zhuǎn)速變化率（轉(zhuǎn)速固定）（變化小、類似他勵、=0時不飛車）第12頁/共14頁晶閘管靜止型串級調(diào)速 恒轉(zhuǎn)矩特點： 速度調(diào)節(jié)：(a) 逆變橋兩側(cè)電壓關(guān)系為：Ed = kiE2cos g - ei)（其中Ed為直流側(cè)電壓，Ei 為交流側(cè)電壓，ei為橋的內(nèi)阻壓降，ki =3sqrt(2)/p）(b) 整流橋兩側(cè)電壓關(guān)系為：Ed = ki (sE2 - e0) (其中E0